[发明专利]密封刚化率迟滞率测量方法及装置

说明书

本发明的密封刚化率迟滞率测量装置，属于发动机密封部件测试装置的技术领域，解决指尖或刷式密封刚化率及迟滞率测量的技术问题。包括底座和与所述底座密封连接的端盖，所述底座内安装有推力装置和环形结构设置的密封跑道，所述被测件套设所述密封跑道，且在所述密封跑道周向预设位置设置预设数量的开口，所述开口用于密封跑道的气密性封严，向所述底座和端盖形成的封闭区域内充入预设压力的气体时，被测件和/或密封跑道将所述封闭区域分为高压侧和低压侧，通过所述推力装置作用于所述密封跑道不同的推力，且所述密封跑道或被测件与所述底座产生的相对位移，以完成被测件的密封刚化率及迟滞率的测量。本发明旨在准侧测量刚化率及迟滞率。

技术领域

本发明属于发动机密封部件测试的技术领域，尤其涉及一种密封刚化率迟滞率测量方法及装置。

背景技术

具有实用价值的长寿命、低泄漏率的指尖密封对提高燃气涡轮发动机的部件性能和发动机推力十分有益。指尖密封及刷式密封最直接的价值就在于在发动机高压差部位代替篦齿式密封。与篦齿式密封相比指尖密封能够减少发动机1%～2%的空气泄漏量，仅仅在发动机高压压气机出口部位使用指尖密封就有望使发动机的燃油消耗量（SFC）下降0.7%～1.4%，直接使用成本（DOC）降低0.3%～0.7%。试验证明，指尖密封、刷式密封等新型柔性密封，具有比篦齿密封更低的泄漏率，更有比篦齿密封和圆周石墨密封更低的功率损耗。

指尖密封的使用条件、使用寿命和封严性能都与工作过程中指尖片与密封跑道的接触刚度直接相关。接触刚度越大，密封发热量越大，当温度超过摩擦许用温度时磨损加剧，指尖密封使用寿命缩短。同时，高温、高速和高封严压差的工作条件将影响工作面的最高温度。因此，接触式指尖密封的设计工作一直集中在如何使指尖片与密封跑道的接触刚度在工作过程中保持在适当的值，从而保证封严性能，同时提高指尖密封的使用条件和工作寿命。但目前指尖密封接触刚度的研究主要依靠仿真，仿真结果的有效性也缺乏试验评价。

由于密封结构、摩擦力、工作环境等的影响，常规指尖密封在封严性能上表现出一种“滞后”特性，即封严压差不变，当密封转子转速从最高点开始进入下降区域时，指尖密封的泄漏流量系数将不会沿着转速上升时的曲线回到原来的位置，而是上升到一个相对较高的位置。随着外加压力的增大，摩擦力显著增加，阻止指身径向自由移动，导致指身径向刚度增大，这就是指尖密封的“刚化效应”。

指尖密封的“刚化效应”及“滞后效应”会严重的影响指尖密封的密封性能。目前主要依靠结构改进来改善“刚化效应”及“迟滞效应”，对于指尖密封及刷式密封的刚化率及迟滞率未形成系统有效的方法来评价和测量。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种密封刚化率迟滞率测量装置，解决指尖密封及刷式密封等刚化率及迟滞率如何测量的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：

提供一种密封刚化率迟滞率测量装置，适用于被测件密封刚化率及迟滞率的测量，包括底座和与所述底座密封连接的端盖，所述底座内安装有推力装置和环形结构设置的密封跑道，所述被测件套设所述密封跑道，且在所述密封跑道周向预设位置设置预设数量的开口或切口，其中：

向所述底座和端盖形成的封闭区域内充入预设压力的气体时，被测件和/或密封跑道将所述封闭区域分为高压侧和低压侧，通过所述推力装置作用于所述密封跑道不同的推力，且所述密封跑道或被测件与所述底座产生的相对位移，以完成被测件的密封刚化率及迟滞率的测量。

其次提供一种测量方法，适用于被测件密封刚化率及迟滞率的测量，所述方法包括：

S801:在密封区域内设置密封跑道，所述密封跑道被所述被测件套设，且被测件外表面抵止所述密封区域；所述密封跑道周向部分区域内填充有柔性材料制成的摩擦件；所述密封跑道预设位置开设开口或缺口，在补入高压气体时被测件和/或密封跑道将所述封闭区域分为高压侧和低压侧；